CN111025511B - 一种光纤阵列的套合装置及套合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤阵列的套合装置及套合方法，包括阵列夹具、视觉检测系统、多自由度机械对准、推送调节平台，通过阵列夹具进行光纤阵列集束的阵列成形排布，阵列夹具固定在多自由度机械对准、推送调节平台上，视觉检测系统用于观察光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的相对位置，再通过多自由度机械对准、推送调节平台进行光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的对准以及推送。通过本发明装置可以把多根光纤排列起来，自动地推送进入异形孔的光纤阵列套管管中，且最终呈现出与特征几何孔相吻合的整体效果。

Description

一种光纤阵列的套合装置及套合方法
技术领域
本发明属于高集成度多根光纤阵列技术领域，尤其涉及一种光纤阵列的套合装置及套合方法。
背景技术
异形中心孔的光纤阵列套管，在光通信中应用比较广泛，由于其中心孔不是圆形的，可以正方形，矩形，五边形，六边形，七边形等几何图形，和多根光纤阵列对接的时候，常见的都是人工推进去的办法，准直通常存在很大的困难，并且操作过程复杂、难以控制精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种光纤阵列的套合装置及套合方法，可以把多根光纤排列起来，自动地推送进入异形孔的光纤阵列套管中，且最终呈现出与特征几何孔相吻合的整体效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种光纤阵列的套合装置，包括阵列夹具、视觉检测系统、多自由度机械对准、推送调节平台，通过阵列夹具进行光纤阵列集束的阵列成形排布，阵列夹具固定在多自由度机械对准、推送调节平台上，视觉检测系统用于观察光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的相对位置，再通过多自由度机械对准、推送调节平台进行光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的对准以及推送。
按上述技术方案，光纤阵列集束送进入光纤阵列套管中的推送长度为5mm～10mm，光纤阵列套管的端面需进行倒角处理。
按上述技术方案，阵列夹具包括光纤阵列集束夹持机构和光纤阵列套管夹持机构，光纤阵列集束夹持机构包括：ZY轴平移调节机构、沿X轴360度旋转调节机构、光纤阵列集束固定槽板及压块、沿X轴向水平推送机构、校准槽板及压块，Y、Z轴平移台、360度旋转台依次安装在调节平台底座上，X轴向推送平移台、光纤阵列推送槽板、光纤校准槽板设置在光纤阵列夹具底座上，光纤阵列套管槽板、X轴向调节平移台设置在光纤阵列套管夹具底座上。
按上述技术方案，光纤阵列集束放置于光纤阵列推送槽板和光纤校准槽板的特征槽口上，并通过压块压紧；光纤阵列套管放置于光纤阵列套管固定槽板上，并通过压块压紧，Y、Z轴平移台及360度旋转台用于光纤阵列集束和光纤阵列套管之间调节校准，X轴向推送平移台用于将光纤阵列集束推送入光纤阵列套管中。
本发明还提供一种光纤阵列的套合方法，该方法包括以下步骤，
步骤一，通过阵列夹具进行光纤阵列的几何排布，使光纤阵列结构端面几何特征与异形中心孔的几何特征相互吻合；
步骤二，通过微机械调整机构，结合显微视觉实时监控系统，实现光纤阵列与特征孔之间的校准操作；
步骤三，通过光纤阵列推送机构，结合显微视觉实时监控系统，将光纤阵列推送进入特征孔。
按上述技术方案，阵列夹具包括光纤阵列集束夹持机构和光纤阵列套管夹持机构，所述步骤一中，具体包括：1)光纤阵列集束夹持机构进行光纤阵列集束在Z、Y轴向的平移调节，以及沿X轴向的360度旋转调节；在此调节过程中，光纤阵列集束推送槽板和光纤阵列集束校准槽板均跟随调节动作同步运动；从而实现光纤阵列集束与光纤阵列套管的精确校准过程，该校准精度至少精确到微米级。
2)通过X轴向水平推送机构，将光纤阵列集束送入光纤阵列套管中，其中光纤阵列集束与校准槽板和压块属于间隙配合，从而排除推送过程中所受的摩擦阻力，而光纤阵列集束与推送槽板和压块之间属于紧密配合，从而防止光纤阵列集束在推送过程中发生滑动。
按上述技术方案，光纤阵列套管夹持机构中，光纤阵列套管固定槽板与压块之间属于紧密配合，防止在推送过程中发生滑动，光纤阵列套管的X轴向水平推送机构用于调节光纤阵列套管与光纤阵列集束端面之间的距离。
本发明产生的有益效果是：把多根光纤排列起来，自动地推送进入异形孔的光纤阵列套管中，且最终呈现出与特征几何孔相吻合的整体效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例中四纤阵列排布示意图；
图中：21-特征孔；22-纤芯阵列；23-光纤阵列套管
图2为本发明实施例中七纤阵列排布示意图；
图3为本发明实施例中多根光纤阵列套合装置示意图；
图中：31-光纤阵列集束；32-专用阵列夹具；33-视觉检测系统；34-光纤阵列套管；35-多自由度机械对准、推送调节平台
图4为本发明实施例中多根光纤套合装置结构图；
图中：1-调节平台底座；2-Y、Z轴平移台；3-360度旋转台；4-光纤阵列夹具底座；5-X轴向推送平移台；6-光纤阵列推送槽板；7-光纤校准槽板；8-光纤阵列套管槽板；9-X轴向调节平移台；10-光纤阵列套管夹具底座；11-光纤阵列推送槽板压块；12-光纤阵列校准槽板压块；13-光纤阵列套管槽板压块；14-光纤阵列集束；15-光纤阵列套管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
本发明实施例中提供一种光纤阵列的套合装置，包括阵列夹具、视觉检测系统、多自由度机械对准、推送调节平台，通过阵列夹具进行光纤阵列集束的阵列成形排布，阵列夹具固定在多自由度机械对准、推送调节平台上，视觉检测系统用于观察光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的相对位置，再通过多自由度机械对准、推送调节平台进行光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的对准以及推送。如图3所示，多自由度机械对准、推送调节平台35的自由度可以实现光纤阵列集束31的多自由度细微调节，其中，光纤阵列集束31的阵列成形排布，通过阵列夹具32实现。阵列夹具32固定在多自由度机械对准、推送调节平台35上，从而将光纤阵列集束31的阵列排布、装夹以及多自由度微量调节功能集成于一体。具体效果如图1、图2所示。
如图4所示，光纤阵列集束14放置于光纤阵列推送槽板6和光纤校准槽板7的特征槽口上，并通过压块压紧；光纤阵列套管15放置于光纤阵列套管固定槽板13上，并通过压块压紧。Y、Z轴平移台2及360度旋转台3用于光纤阵列集束和光纤阵列套管之间调节校准，校准动作完成后，再通过X轴向推送平移台5将光纤阵列集束推送入光纤阵列套管中，送入深度5mm～10mm。
视觉检测系统33用于观察光纤阵列集束31与光纤阵列套管34之间的相对位置，通过视频放大以图像的形式显示出来，再通过人工控制多自由度机械对准、推送调节平台35实现光纤阵列集束31与光纤阵列套管34之间的对准以及推送工艺步骤，光纤阵列集束31送进入光纤阵列套管34中的推送长度大约在5mm～10mm左右，其中光纤阵列套管34的端面需进行倒角处理。
实施例二：
本发明实施例中提供一种光纤阵列的套合方法，该方法包括以下步骤，步骤一，通过阵列夹具进行光纤阵列的几何排布，使光纤阵列结构端面几何特征与异形中心孔的几何特征相互吻合。光纤阵列集束夹持机构进行光纤阵列集束在Z、Y轴向的平移调节，以及沿X轴向的360度旋转调节；在此调节过程中，光纤阵列集束推送槽板和光纤阵列集束校准槽板均跟随调节动作同步运动；从而实现光纤阵列集束与光纤阵列套管的精确校准过程，该校准精度至少精确到微米级。通过X轴向水平推送机构，将光纤阵列集束送入光纤阵列套管中，其中光纤阵列集束与校准槽板和压块属于间隙配合，从而排除推送过程中所受的摩擦阻力，而光纤阵列集束与推送槽板和压块之间属于紧密配合，从而防止光纤阵列集束在推送过程中发生滑动。步骤二，通过微机械调整机构，结合显微视觉实时监控系统，实现光纤阵列与特征孔之间的校准操作。步骤三，通过光纤阵列推送机构，结合显微视觉实时监控系统，将光纤阵列推送进入特征孔。
光纤阵列套管夹持机构中，光纤阵列套管固定槽板与压块之间属于紧密配合，防止在推送过程中发生滑动，光纤阵列套管的X轴向水平推送机构用于调节光纤阵列套管与光纤阵列集束端面之间的距离。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种光纤阵列的套合装置，其特征在于，包括阵列夹具、视觉检测系统、多自由度机械对准、推送调节平台，通过阵列夹具进行光纤阵列集束的阵列成形排布，阵列夹具固定在多自由度机械对准、推送调节平台上，视觉检测系统用于观察光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的相对位置，再通过多自由度机械对准、推送调节平台进行光纤阵列集束与光纤阵列套管之间的对准以及推送，阵列夹具包括光纤阵列集束夹持机构和光纤阵列套管夹持机构，光纤阵列集束夹持机构包括：ZY轴平移调节机构、沿X轴360度旋转调节机构、光纤阵列集束固定槽板及压块、沿X轴向水平推送机构、校准槽板及压块，Y、Z轴平移台、360度旋转台依次安装在调节平台底座上，X轴向推送平移台、光纤阵列推送槽板、光纤校准槽板设置在光纤阵列夹具底座上，光纤阵列套管槽板、X轴向调节平移台设置在光纤阵列套管夹具底座上。
2.根据权利要求1所述的光纤阵列的套合装置，其特征在于，光纤阵列集束送进入光纤阵列套管中的推送长度为5mm～10mm，光纤阵列套管的端面需进行倒角处理。
3.根据权利要求1或2所述的光纤阵列的套合装置，其特征在于，光纤阵列集束放置于光纤阵列推送槽板和光纤校准槽板的特征槽口上，并通过压块压紧；光纤阵列套管放置于光纤阵列套管固定槽板上，并通过压块压紧，Y、Z轴平移台及360度旋转台用于光纤阵列集束和光纤阵列套管之间调节校准，X轴向推送平移台用于将光纤阵列集束推送入光纤阵列套管中。
4.一种光纤阵列的套合方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，
步骤一，通过阵列夹具进行光纤阵列的几何排布，使光纤阵列结构端面几何特征与异形中心孔的几何特征相互吻合；阵列夹具包括光纤阵列集束夹持机构和光纤阵列套管夹持机构，步骤一中具体包括：光纤阵列集束夹持机构进行光纤阵列集束在Z、Y轴向的平移调节，以及沿X轴向的360度旋转调节；在此调节过程中，光纤阵列集束推送槽板和光纤阵列集束校准槽板均跟随调节动作同步运动；
步骤二，通过微机械调整机构，结合显微视觉实时监控系统，实现光纤阵列与特征孔之间的校准操作；
步骤三，通过光纤阵列推送机构，结合显微视觉实时监控系统，将光纤阵列推送进入特征孔。
5.根据权利要求4所述的光纤阵列的套合方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括通过X轴向水平推送机构，将光纤阵列集束送入光纤阵列套管中，其中光纤阵列集束与校准槽板和压块属于间隙配合，而光纤阵列集束与推送槽板和压块之间属于紧密配合。
6.根据权利要求5所述的光纤阵列的套合方法，其特征在于，光纤阵列套管夹持机构中，光纤阵列套管固定槽板与压块之间属于紧密配合，光纤阵列套管的X轴向水平推送机构用于调节光纤阵列套管与光纤阵列集束端面之间的距离。
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